(57)【要約】【課題】省エネの観点から加熱部材を低熱容量化し、加圧力が充分に掛けられない場合でも、被加熱材の定着ローラ若しくは加圧ローラへの巻き付きや画像に傷跡等の画像不良を防ぐことができる加熱装置を提供すること。【解決手段】加熱手段で加熱される加熱部材と、前記加熱部材と圧接ニップ部を形成する加圧部材を有し、前記圧接ニップ部の前記加熱部材と前記加圧部材との間に被加熱材を導入して挟持搬送させて加熱する加熱装置において、前記圧接ニップ部の軸方向中央部から前記圧接ニップ部の軸方向両端部を結ぶ直線に下ろした垂線の長さが１ｍｍ以上であることを特徴とする。【選択図】図２
2005055785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段で加熱される加熱部材と、前記加熱部材と圧接ニップ部を形成する加圧部材を有し、前記圧接ニップ部の前記加熱部材と前記加圧部材との間に被加熱材を導入して挟持搬送させて加熱する加熱装置において、
前記圧接ニップ部の軸方向中央部から前記圧接ニップ部の軸方向両端部を結ぶ直線に下ろした垂線の長さが１ｍｍ以上であることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記加熱部材を撓ませることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記加熱部材若しくは前記加圧部材が可撓性のベルトであることを特徴とする請求項１又は２記載の加熱装置。
【請求項４】
前記加熱部材若しくは前記加圧部材内部にクラウン形状のバックアップ部材を用いたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の加熱装置。
【請求項５】
記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録材上の未定着画像を加熱定着させる定着装置を有する画像形成装置において、
前記定着装置が請求項１〜４の何れかに記載の加熱装置であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
より詳しくは、加熱手段で加熱される加熱部材と、上記加熱部材と圧接ニップ部を形成する加圧部材を有し、上記圧接ニップ部の上記加熱部材と上記加圧部材との間に被加熱材を導入して挟持搬送させて加熱する加熱装置及び該加熱装置を定着装置として具備する画像形成装置に関する。
【０００３】
上記の加熱装置は、電子写真方式等の画像形成装置（複写機、ファクシミリ、プリンタ等）において、記録材上に形成された未定着トナー画像を加熱及び加圧し、トナー画像を記録材に定着させる定着装置、未定着画像を記録材に仮に定着せしめる仮定着装置、定着画像を担持した記録材の表面性を改質する表面改質装置等の像加熱装置として用いられる。
【０００４】
又、像加熱装置の他にも、例えば紙幣等のシワ除去用の熱プレス装置、熱ラミネート装置、紙等の含水分を蒸発させる加熱乾燥装置等、シート状部材を加熱処理する加熱装置として用いることができる。
【背景技術】
【０００５】
便宜上、複写機・プリンタ等の画像形成装置に具備させる、トナー画像を記録材に加熱、加圧して定着させる定着装置を例にして説明する。
【０００６】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では画像記録方式として、高速性、画像品質、コスト面等で有利な電子写真方式が採用されている。
【０００７】
電子写真方式では、紙やＯＨＰ等のシート状媒体上に未定着トナー像を形成し、この未定着トナー像を熱と圧力でシート状媒体上に固定する定着工程を必要とし、この定着方式として安全性等の面からヒートローラ方式が現在最も多く採用されている。
【０００８】
ヒートローラ方式では、金属製の定着ローラに加圧ローラを対向圧接配置し、これら両ローラの相互圧接部であるニップ部を構成し、定着ローラ中心部にヒータ等のニップ部を加熱する第１の加熱手段を設け、この第１の加熱手段によって加熱される両ローラ間にシート状媒体を通過させて加熱、加圧にて定着を行う。
【０００９】
従来、定着ローラとしては、鉄やアルミニウム等の金属ローラを主に使用しているが、これらの材料を用いたものでは、熱容量が大きいため約１８０℃前後の使用可能温度にまで昇温させるには数分〜１０数分と長い加熱時間を必要とし、所謂立ち上がり時間が掛かる。
【００１０】
そこで、上記機器では画像形成を待つ待機時には、定着ローラの温度を定着可能な所定の定着温度よりやや低いレベルの一定の温度に保つことで立ち上がり時間を短縮していた。しかし、待機時においても一定レベルの温度を維持するため、常時エネルギーの消費を余儀なくされる。
【００１１】
近年に至り、環境保護意識の高まりから各国で省エネルギー規定等が制定され、省電力化のため上記したような待機時の消費エネルギーを削減する要請から、画像形成装置が未使用のときには消費電力を少なくすることが求められるようになった。
【００１２】
しかし、従来の熱容量の大きい材料による定着装置の構成で待機時にエネルギー消費を少なくすると、定着ローラを所定の定着温度に立ち上げるまでに時間を費やし、待ち時間が長いため使用者の使い勝手が悪化してしまう。
【００１３】
このため、待機時におけるエネルギー消費を減らすとともに、画像形成時には定着ローラ温度を即座に所定の定着温度に上昇させるために、定着ローラの芯金の薄肉化等の低熱容量化技術が提案されている。
【００１４】
一方、定着ローラ等の形状についても、特許文献１，２等に開示されているように、様々な工夫がなされている。
【００１５】
【特許文献１】特開平７−２８３４７号公報
【特許文献２】特開平７−１６０１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、定着ローラの芯金を薄肉化すると、芯金強度が落ちるため、破壊限界等を考慮に入れると充分な圧力を掛けられず、トナーの粘性によりシート状媒体が定着ローラに巻き付いてしまうという問題が発生する。特に、カラー画像等のトナー載り量の多い未定着画像の載った薄紙を高湿度環境で通紙させると上記の問題が発生し易い。
【００１７】
従来では、ゴム厚を増やしたり、定着ローラ硬度を加圧ローラ硬度よりも軟らかくすることで、ニップ形成部で排紙方向を加圧ローラ側に強制し、トナー画像面側に巻き付くのを防止することが提案されている。
【００１８】
しかし、定着ローラのゴム厚を増やすと省エネの点から問題があり、排紙方向を加圧ローラ側に強制すると、両面画像形成時に１面目定着時は問題なく出力可能であるしても、２面目定着時に１面目トナーの粘性により加圧ローラに巻き付いてしまうという問題が発生し易い。
【００１９】
これらの問題を解決するために、分離爪等を用いて強制的に定着ローラや加圧ローラからシート状媒体を剥離する方法も提案されているが、この方法では爪が画像面に傷を付けてしまうという問題がある。
【００２０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、省エネの観点から加熱部材を低熱容量化し、加圧力が充分に掛けられない場合でも、被加熱材の定着ローラ若しくは加圧ローラへの巻き付きや画像に傷跡等の画像不良を防ぐことができる加熱装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するため、請求項１記載発明は、加熱手段で加熱される加熱部材と、前記加熱部材と圧接ニップ部を形成する加圧部材を有し、前記圧接ニップ部の前記加熱部材と前記加圧部材との間に被加熱材を導入して挟持搬送させて加熱する加熱装置において、前記圧接ニップ部の軸方向中央部から前記圧接ニップ部の軸方向両端部を結ぶ直線に下ろした垂線の長さが１ｍｍ以上であることを特徴とする加熱装置。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記加熱部材を撓ませることを特徴とする。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記加熱部材若しくは前記加圧部材が可撓性のベルトであることを特徴とする。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記加熱部材若しくは前記加圧部材内部にクラウン形状のバックアップ部材を用いたことを特徴とする。。
【００２５】
請求項５記載発明は、記録材に未定着画像を形成担持させる作像手段と、記録材上の未定着画像を加熱定着させる定着装置を有する画像形成装置において、前記定着装置が請求項１〜４の何れかに記載の加熱装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１記載の発明によれば、立ち上げ時間を短くするために、加熱部材の強度が低下し、充分に加圧することができない場合でも、圧接ニップ部で被加熱材に軸方向の曲率を持たせ、被加熱材自体の剛性を上げることで、被加熱材が加熱部材若しくは加圧部材に巻き付いたり、剥離爪等が画像に傷跡を付けたりすることを防ぐことができる。
【００２７】
請求項２記載の発明によれば、被加熱材の軸方向中央部と端部の速度差により、光沢紙における画像ずれを防ぎ、且つ、被加熱材の巻き付きや傷跡の発生等の画像不良を防ぐことができる。
【００２８】
請求項３記載の発明によれば、被加熱材の巻き付きや傷跡の発生等の画像不良を防ぎ、耐久性に優れた加熱装置を提供することができる。
【００２９】
請求項４記載の発明によれば、補助加圧部材に対向する加熱部材若しくは加圧部材を効果的に撓ませることができるため、被加熱材を安定して分離することができる。
【００３０】
請求項５記載の発明によれば、立ち上げ時間を短くするために、加熱部材の強度が低下し、充分に加圧することができない場合でも、被加熱材が加熱部材若しくは加圧部材に巻き付いたり、剥離爪等が画像に傷跡を付けたりすることがない画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明の実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施の形態のみに限定されるものではない。
【００３２】
＜実施の形態１＞
（１）画像形成装置例
図１は本発明に係る加熱装置を定着装置として具備させた画像形成装置の一例の概略構成模型図である。本実施形態の画像形成装置は、
電子写真プロセスを用いた、自動両面印字機能を有するタンデムタイプのフルカラープリンタである。
【００３３】
Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｂは図面上右から左に順に配列した第１〜第４の４つの画像形成ステーションである。
【００３４】
各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂは何れも、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体３１、帯電装置３２、
レーザースキャナやＬＥＤアレイ等の露光装置３３、現像装置３４、クリーニング装置３５等から成る電子写真プロセス機構である。感光体３１は、矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００３５】
第１の画像形成ステーションＹは、感光体３１の面にフルカラー画像のイエロー成分のトナー画像を形成する。第２の画像形成ステーションＭは、感光体３１の面にフルカラー画像のマゼンタ成分のトナー画像を形成する。第３の画像形成ステーションＣは、感光体３１の面にフルカラー画像のシアン成分のトナー画像を形成する。そして、第４の画像形成ステーションＢは、感光体３１の面にブラックのトナー画像を形成する。各画像形成ステーションにおけるトナー画像の形成原理・プロセスは公知であるからその説明は省略する。
【００３６】
３６は複数の支持ローラ３７に懸架させて張設した転写ベルトであり、第１〜第４の画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂの下側に、全画像形成ステーションに渡たらせて配設してある。転写ベルト３６は矢印の反時計方向に、
感光体３１の周速度に対応した周速度で回動駆動される。
【００３７】
３８は転写電極ローラであり、第１〜第４の各画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂにおいて、感光体３１の下面に対して転写ベルト３６を挟んで圧接して転写ニップ部を形成している。３９は各転写電極ローラ３８に対する転写バイアス印加電源であり、トナーの帯電極性とは逆極性の所定の電圧を転写バイアスとして所定の制御タイミングで印加する。
【００３８】
４０はシート給送路であり、不図示の給紙機構部から１枚分離給紙された記録材（転写材）Ｐを、転写ベルト３６の第１の画像形成ステーションＹ側の端部に給送する。４３は手差し給紙トレイであり、記録材Ｐはこのトレイ４３から手差し方式で給紙することもできる。
【００３９】
転写ベルト３６は給送された記録材Ｐを静電的に吸着保持して、或はチャックで把持して第１〜第４の画像形成ステーションＹ・Ｍ・Ｃ・Ｂの各転写ニップ部を順次に搬送する。これにより、同一の記録材Ｐの面にイエロートナー画像、マゼンタトナー画像、シアントナー画像及びブラックトナー画像が順次に位置合わせ状態で重畳転写されてフルカラートナー画像が合成形成される。
【００４０】
第４の画像形成ステーションＢの転写ニップ部を搬送されて通過した記録材Ｐは、転写ベルト３６から分離され、定着装置１０１に導入されて未定着のトナー画像の加熱定着処理を受ける。
【００４１】
モノクロプリントモードの場合には、ブラックトナー画像を形成する第４の画像形成ステーションＢだけが作動する。
【００４２】
片面プリントモードの場合には、定着装置１０１を出た記録材Ｐはシートパスａに入って機外に排出される。
【００４３】
自動両面プリントモードの場合には、定着装置１０１を出た第１面側プリント済みの記録材Ｐは、フラッパ４１の切り換えにより記録材再循環搬送機構側のシートパスｂ側に進路変更され、スイッチバックトパスｃに導入され、次いでスイッチバック搬送され、フラッパ４２の切換えによりシートパスｄ側に進路変更されて搬送されることで、表裏反転されて再び転写ベルト３６の第１の画像形成ステーションＹ側の端部に給送される。これにより記録材Ｐの第２面側に対するトナー画像の転写形成がなされ、定着装置１０１に再び導入されて第２面側に対するトナー画像の定着がなされ、定着装置１０１を出た記録材Ｐはシートパスａに入って機外に排出される。
（２）定着装置１０１
図２ａは本実施形態における加熱装置としての定着装置１０１の概略構成を示す模式的断面図である。又、図２ｂは定着装置１０１を通紙側から見た図である。
【００４４】
この定着装置１０１は、定着ローラ１、加圧ローラ２、ハロゲンヒータから成る定着ローラ加熱用ヒータ３等から成るる定着装置であり、定着ニップ部Ｎの定着ローラ１と加圧ローラ２との間に記録材Ｐを導入して挟持搬送させることで、定着ニップ部Ｎにおいて、記録材Ｐ上に保持された未定着トナー画像Ｔを、ヒータ３で熱せられている定着ローラ１の熱と定着ニップ部Ｎの圧力により記録材Ｐ上に加熱、加圧して定着させ、記録材Ｐを排出する。
【００４５】
尚、記録材Ｐ上のトナー画像Ｔのトナーとしては、例えばポリエステル系のものが用いられ、記録材Ｐとしては厚さ１００μｍ程度の普通紙が用いられる。
【００４６】
４は温調用の温度検出素子としてのサーミスタであり、このサーミスタ４は定着ローラ１の表面温度を検知する。本実施形態の定着装置においては、サーミスタ４により検知された定着ローラ１の表面温度に基づいて、図示しない温度制御手段としての制御回路でハロゲンヒータ３を随時フィードバック制御することによって、定着ローラ１の表面温度を所定の温度に保持するように設定されている。
【００４７】
具体的には、サーミスタ４により検知される定着ローラ１の表面温度は約１５０℃に設定されている。一方、加圧ローラ２の表面温度は加圧ローラ２の定着ローラ１との接触、回転により１３０℃程度になっている。
【００４８】
５は定着ニップ部入口側の記録材ガイド板であり、定着ニップ部Ｎの定着ローラ１と加圧ローラ２との間にトナー画像Ｔを担持した記録材Ｐを導入・案内するために定着ニップ部に近接した記録材搬送方向上流側に設けられている。６は定着ニップ部出口側の記録材ガイド板である。
【００４９】
又、加圧ローラ２を定着ローラ１に所定の付勢力で押圧すべく、加圧ローラ２の軸部の両端に不図示の加圧バネが一対配設されて加圧ローラ２を加圧している。この加圧バネにより、加圧ローラ２が定着ローラ１を押圧する向きに加圧力略２５０Ｎで付勢され、８ｍｍ程度のニップを形成している。
【００５０】
定着ローラ１は、不図示のモータにより矢印の方向に１５０ｍｍ／ｓの速度で回転する。
【００５１】
１）定着ローラ１
定着ローラ１は、金属製の芯金上に、弾性層、離型層から成る。この金属パイプは、例えばアルミニウム、鉄或はステンレススチール等で構成されたものが用いられるが、本実施の形態では、芯金としては、直径３０ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのアルミニウム製のものを用いている。弾性層としてのシリコーンゴム０．５ｍｍ、離型層にはＰＦＡチューブ３０μｍを被覆したものを用いた。
【００５２】
２）加圧ローラ２
加圧ローラ２は、直径８ｍｍの鉄製の芯金の外周面に、ＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で５０度の、外径３０ｍｍのスポンジ層（耐熱弾性層）を設け、更にその外周面を厚さ５０μｍのＰＦＡチューブ（表層、離型層）で被覆して構成した。
【００５３】
図２ｂに本実施の形態における定着装置１０１を通紙側から見た図を示す。
【００５４】
本実施の形態では、定着ローラ１を逆クラウン形状、加圧ローラ２をクラウン形状にしている。このとき、定着ローラ１の逆クラウン量、加圧ローラ２のクラウン量を調整することで、ニップＮの軸方向中心部ａとニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘが調整できる構成になっている。
【００５５】
この定着装置１０１の定着ローラ１の逆クラウン量、加圧ローラ２クラウン量を調整し、ｘを０〜２．５ｍｍまで０．５ｍｍ刻みで調整した。その後、坪量６４ｇ／ｍ２ の紙上にカラートナーを１．２ｍｇ／ｃｍ２ の密度で転写した未定着画像を５回通紙し、そのとき、定着ローラ１に巻き付いた回数を調べた結果を表１に示した。
【００５６】
【表１】
2005055785.tif 000003
この結果から、加圧ローラ２のクラウン量ｄにより、ニップＮの軸方向中心部ａと、ニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘを１ｍｍ以上にすることで、巻き付きの発生を防ぐことが可能であることが分かる。
【００５７】
表２に室温３０℃、湿度８０％の環境で、定着ローラ１の表面温度を２００℃に変更し、坪量６４ｇ／ｍ２ のＡ３白紙を５００枚連続通紙したときのカール量を調べた結果を示した。
【００５８】
【表２】
2005055785.tif 000004
カール量は積載性、搬送性の観点からカール量は１０ｍｍ以下が好ましいので、分離性同様ｘを１ｍｍ以上とすることが望ましいことが分かる。
【００５９】
これら結果を図３及び図４を用いて説明する。
【００６０】
図３は定着ローラ１及び加圧ローラ２をストレート形状にした従来の定着装置に紙を通紙した状態を模式的に示したものである。このように、従来の定着装置では、通紙方向に対して、紙はニップ部Ｎのみで挟持されており、特に紙の剛性が低い薄紙（坪量〜６４ｇ／ｍ２ ）では、ニップＮ通過後の排紙方向が不安定になってしまう。
【００６１】
図４は本実施形態の定着装置１０１に紙を通紙したときの状態を模式的に示している。ここで、定着ローラ１の逆クラウン形状及び加圧ローラ２のクラウン形状は説明のため、誇張して描かれている。このとき、ニップＮの軸方向中心部ａと、ニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘが１ｍｍ以上になると、ニップＮ通過時に紙自体が軸方向で曲率を持つため、紙自体の通紙方向の剛性が高くなり、排紙方向を安定化させることが可能であることを示している。
【００６２】
これらの結果から、本実施の形態によれば、ニップＮの軸方向中心部ａとニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘが１ｍｍ以上にすることで、ニップＮ通過時に紙自体に軸方向の曲率を持たせ、紙自体の剛性を上げることが可能になり、排紙方向が安定し、分離性の向上、カール量の低減が可能であることが分かる。
【００６３】
又、本実施の形態では、定着ローラ１が逆クラウン形状、加圧ローラ２がクラウン形状であったが、定着ローラ1 をクラウン形状、加圧ローラ２を逆クラウン形状にしても同様の効果が得られる。
【００６４】
＜実施の形態２＞
本実施の形態は、実施の形態１とほぼ同等であるが、定着ローラ１の構成が異なっている。
【００６５】
図５は本発明の本実施の形態に係る加熱装置の模式的な図を示すもので、前記実施の形態１と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６６】
図５において、定着ローラ１は、定着装置の立ち上がり時間を短縮するために、芯金は小径且つ薄肉の金属パイプを使用して低容量化してある。本実施の形態では、芯金としては、直径３０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのアルミニウム製のものを用いている。弾性層としてのシリコーンゴム０．５ｍｍ、離型層にはＰＦＡチューブ３０μｍを被覆したストレート形状のものを用いた。
【００６７】
本実施の形態では、本発明の特徴とする処である軸方向のニップ形状を形成する方法が実施の形態１とは異なっている。
【００６８】
即ち、図５に示すように、加圧バネによりクラウン形状を有した加圧ローラ２を定着ローラ１へ押圧することで、定着ローラ１を撓ませ、ニップＮの軸方向中心部ａとニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘを調整することが可能である。本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、ｘを１ｍｍ以上にすることで、安定した分離性能が得られ、且つ、カール量が低減できることは勿論である。
【００６９】
表３に実施の形態１と実施の形態２に係る定着装置において、光沢紙上にカラートナーを１．２ｍｇ／ｃｍ２ の密度で転写した未定着画像を通紙したときの画像性について調べた結果を示した。
【００７０】
【表３】
2005055785.tif 000005
○：問題なし
×：画像ずれ
実施の形態１の構成では、ニップＮの軸方向中心部ａとニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘが大きくなるとともに、定着ローラ１の軸方向中央部で画像ずれが発生したが、実施の形態２の構成では、画像ずれは発生しなかった。
【００７１】
以上の結果を図６を用いて説明する。
【００７２】
図６は実施の形態１と実施の形態２を定着ローラ１の上方向（図２ａのＡの方向）から見た図である。第１の実施例の形態では、定着ローラ１が逆クラウン形状を有しているため、定着ローラ１の軸方向端部の直経が中央部より太くなっている。その結果、定着ローラ１がモータにより角速度一定で駆動されると、逆クラウン量が大きいほど、端部と中央部の搬送速度の差が大きくなる。その結果、定着ローラ１軸方向中央部において、定着ローラ１の表面速度と紙の搬送速度の差が生じ、紙上の未定着画像を乱してしまう。
【００７３】
実施の形態２では、加圧ローラ２のクラウン量を大きくし、ニップＮを軸方向で曲率をも持たせた形状にした場合でも、未定着トナー画像に接する定着ローラ１の表面速度と紙の搬送速度に差が生じにくく、画像ずれが生じにくい。これらの結果から、本実施の形態の構成によれば、安定した分離性能が得られ、カール量が低減できると共に、定着ローラ１を撓ませることで、画像ずれのない高品質な画像を提供することが可能であることが分かる。
【００７４】
＜実施の形態３＞
本実施の形態は、実施の形態２とほぼ同等であるが、加圧ローラ２の代わりに加圧ベルト７により構成されている。
【００７５】
図７は本実施の形態に係る加熱装置を模式的に示す図であり、前記実施の形態２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００７６】
図７ａにおいて、加圧ベルト７を介してバックアップ部材８を定着ローラ１に所定の付勢力で押圧すべく、加圧用板金９の両端に不図示の加圧バネが一対配設されて加圧用板金９を加圧している。この加圧バネにより、バックアップ部材８が加圧ベルトを介して定着ローラ１を押圧する向きに加圧力略２５０Ｎで付勢され、バックアップ部材８により８ｍｍ程度のニップを形成している。
【００７７】
加圧ベルト７は、厚さ５０μｍのポリイミドの無端状のベルト基層上に、離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブで被覆された構成となっている。又、バックアップ部材８は、ＳＵＳ製の加圧用板金９上にシリコンゴム層を５ｍｍ、離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブで被覆された構成となっている。
【００７８】
本実施の形態では、図７ｂに示すように、加圧バネによりクラウン形状を有したバックアップ部材８を定着ローラ１へ押圧することで、定着ローラ１を撓ませ、ニップＮの軸方向中心部ａとニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘを調整することが可能である。本実施の形態においても、実施の形態２と同様に、ｘを１ｍｍ以上にすることで、安定した分離性能が得られ、カール量の低減が可能であり、且つ、定着ローラ１を撓ませる構成としていることで、画像ずれの発生を防ぐことが可能であることは勿論である。
【００７９】
表４に実施の形態２及び実施の形態３に係る定着装置において、Ａ４用紙を５０００枚連続通紙したときの定着装置の耐久性について調べた結果を示した。
【００８０】
【表４】
2005055785.tif 000006
○：問題なし
×：加圧ローラ表層しわ
実施の形態２の構成では、ニップＮの軸方向中心部ａとニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘが大きくなるとともに、加圧ローラ２の表層にしわが発生したが、本実施の形態の構成では、加圧ローラ２の表層にしわが発生しなかった。
【００８１】
このことは、実施の形態２の構成では、加圧ローラ２がクラウン形状になっており、加圧ローラ２がストレート形状の定着ローラ１に対して従動で回転している。そのため、ニップＮの軸方向中心部ａとニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘが大きくなると、軸方向で生じている速度差が大きくなる。この影響で、耐久により加圧ローラ２表面でストレスが掛かり、加圧ローラ２表層しわになってしまったと考えられる。
【００８２】
しかし、本実施の形態では、定着ローラ１、加圧ベルト７共にストレート形状のため、軸方向における速度差が生じず、加圧ベルト７表層にはしわが発生しなかったと考えられる。
【００８３】
これらの結果から、本実施の形態の構成によれば、安定した分離性能及びカール量の低減効果が得られ、画像ずれの無い高品質な画像を提供することが可能であり、且つ、優れた耐久性を得ることが可能である。
【００８４】
＜実施の形態４＞
前記実施の形態３では、定着ローラ１と加圧ベルト７の構成であったが、加圧ベルト７の代わりに加圧ローラ２、定着ローラ１の代わりに定着ベルトを用い、定着ベルト内部にバックアップ部材を用いる構成にすることもできる。
【００８５】
図８は本実施の形態に係る加熱装置の模式的な図を示すもので、前記実施の形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００８６】
図８ａにおいて、バックアップ部材を兼ねるヒータ１１は、定着ベルト１０を介して加圧ローラ２に所定の付勢力で押圧すべく、加圧用板金９の両端に不図示の加圧バネが一対配設されて加圧されている。この加圧バネにより、バックアップ部材を兼ねるヒータ１１が定着ベルト１１を介して加圧ローラ２を押圧する向きに加圧力略２５０Ｎで付勢され、８ｍｍ程度のニップを形成している。
【００８７】
定着ベルト１１は、厚さ５０μｍのポリイミドの無端状のベルト基層上に、弾性層としてシリコンゴム５００μｍ、離型層として厚さ３０μｍのＰＦＡチューブで被覆された構成となっている。又、バックアップ部材を兼ねるヒータ１１は、例えば窒化アルミニウムで構成されており、ヒータ１１の裏面に接着固定した温度検出手段としてのサーミスタ４により所定の温度に制御される。又、加圧ローラ２は定着装置の立ち上がり時間を短縮するために、芯金は小径且つ薄肉の金属パイプを使用して低容量化してある。本実施の形態では、芯金としては、直径３０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのアルミニウム製のものを用いている。弾性層としてのシリコーンゴム０．５ｍｍ、離型層にはＰＦＡチューブ３０μｍを被覆したストレート形状のものを用いた。
【００８８】
本実施の形態では、図８ｂに示すように、加圧バネによりクラウン形状を有したバックアップ部材を兼ねるヒータ１１を加圧ローラ２へ押圧することで、加圧ローラ２を撓ませ、ニップＮの軸方向中心部ａとニップＮの軸方向両端部ｂを結ぶ直線ｌとの距離ｘを調整することが可能である。本実施の形態においても、実施の形態３と同様の効果が得られるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
１）本発明は、実施の形態で説明した定着装置に限定されるものではなく、他の形態の定着装置にも適用することができる。
【００９０】
２）本発明の加熱装置は、実施形態例の定着装置としての使用に限られず、未定着画像を記録材に仮に定着せしめる仮定着装置、或は定着画像を担持した記録材の表面性を改質する表面改質装置等の像加熱装置としても有効であることは勿論である。
【００９１】
又、像加熱装置の他にも、例えば紙幣のシワ除去用の熱プレス装置、熱ラミネート装置、紙の含水分を蒸発させる加熱乾燥装置等、シート状部材を加熱処理する加熱手段として用いても有効であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る定着装置の構成を示す模式図である。
【図３】従来の定着装置の紙搬送を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る定着装置の紙搬送を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る定着装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態１と実施の形態２に係る定着装置の紙搬送の違いを示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係る定着装置の構成を示す模式図である。
【図８】本発明の実施の形態４に係る定着装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９３】
１    定着ローラ
２    加圧ローラ
７    加圧ベルト
８    バックアップ部材
１０    定着ベルト
Ｐ    記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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